8-12世紀(jì)中國技術(shù)創(chuàng)新加速的原因

在8-12世紀(jì)，中國技術(shù)創(chuàng)新曾一度不斷加速，最主要的原因就是北方少數(shù)民族的入侵，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)重心南遷，人口大量南移。南方與北方相比，同樣有3-11月的雨季與陽光，但是北方比南方降雨少，所以北方的糧食作物以小麥、高粱和谷物為主，南方則是以水稻為主。人口遷移到南方以后，以高產(chǎn)的水稻作為主要的糧食作物，生產(chǎn)力水平得到提高。

生產(chǎn)力水平提高的前提是必須有合適的工具，但是北方帶來的工具并不適合南方的環(huán)境。北方的主要勞動工具是耙子，但耙子不適合在南方水田使用，因此必須把耙子改進(jìn)為鋤頭，這一改進(jìn)本身就是一個技術(shù)變遷的過程。

同樣，北方的交通工具以馬車為主，到了南方則需要以乘船為主，所以與船相關(guān)的一系列技術(shù)就相繼出現(xiàn)。生產(chǎn)力水平較高的地方，給技術(shù)變遷也提供了更為廣闊的空間。對于給定的技術(shù)分布曲線，由于南方的陽光、水、土質(zhì)等環(huán)境條件提供了較高生產(chǎn)力水平的可能性，技術(shù)分布曲線右移，所以新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

在8-12世紀(jì)，由于人口自北向南的遷移，南北自然環(huán)境的差異使得人口遷移到南方之后技術(shù)分布曲線往右移動，但是由人口遷移引起的技術(shù)分布曲線移動不可能永遠(yuǎn)持續(xù)下去。因此在出現(xiàn)一段時間的加速期后，技術(shù)發(fā)明的速度就會不斷減緩，出現(xiàn)第二個假說的情況：隨著生產(chǎn)力水平和技術(shù)水平的不斷提高，在給定技術(shù)分布曲線的情況下，現(xiàn)有技術(shù)右側(cè)的面積越來越小，達(dá)到一定程度以后，即使人口和嘗試錯誤的數(shù)量還在增加，技術(shù)發(fā)明的速度也會放慢。當(dāng)然，如果人口減少，技術(shù)發(fā)明的速度同樣會放慢，因?yàn)槿丝跍p少意味著發(fā)明新技術(shù)的嘗試錯誤次數(shù)減少。在8—12世紀(jì)以后，中國的人口有時增加，有時減少，但是技術(shù)變遷的速度再也沒有加快過。

中國在現(xiàn)代落后于歐洲的原因

在前現(xiàn)代社會，與中國相比，人口少是歐洲的一個劣勢，所以歐洲技術(shù)變遷的速度一直慢于中國。中國在技術(shù)上領(lǐng)先于西方，新的技術(shù)以及產(chǎn)品通過絲綢之路和海洋航線之上的商貿(mào)往來不斷傳往西方，引起了西方人的羨慕。

18世紀(jì)以后，歐洲出現(xiàn)了工業(yè)革命。工業(yè)革命的特征包括紡織機(jī)、蒸汽機(jī)以及鋼鐵的使用，但最重要的特征是技術(shù)變遷的速度加快。技術(shù)變遷的速度之所以能不斷加快，是因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)的重要性已為實(shí)驗(yàn)所取代。

佛羅倫薩伽利略博物館里收藏的斜面實(shí)驗(yàn)臺 網(wǎng)絡(luò)

在前現(xiàn)代社會，經(jīng)驗(yàn)主要是生產(chǎn)的副產(chǎn)品，農(nóng)民通過偶然的試錯發(fā)明新技術(shù)。到了18世紀(jì)，試錯變?yōu)橥ㄟ^主動的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，一個科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里一年所能做的嘗試錯誤數(shù)量，可能是幾千個工人和農(nóng)民一輩子嘗試錯誤數(shù)量的總和。在這種情況下，人口的數(shù)量就變得不再重要。如果有意去支持實(shí)驗(yàn)，即使人口很少，也可以通過密集的實(shí)驗(yàn)來增加發(fā)明技術(shù)的可能性。

在工業(yè)革命前后，由于經(jīng)驗(yàn)型的技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)型的技術(shù)發(fā)明，歐洲嘗試錯誤的數(shù)量突然間迅猛增加，技術(shù)發(fā)明的速度也就隨之不斷加快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國和其他地區(qū)。

但是按照上面第二個假設(shè)的說法，在技術(shù)發(fā)明的速度加快到一定程度之后，隨著技術(shù)水平不斷提高，技術(shù)發(fā)明的可能空間越來越小，從而出現(xiàn)新技術(shù)發(fā)明的瓶頸。但是歐洲人在遭遇到發(fā)明瓶頸后，能夠在基礎(chǔ)科學(xué)上大力投資，增進(jìn)了對自然界特性的了解，于是技術(shù)分布曲線右移，技術(shù)發(fā)明的可能空間又再度擴(kuò)大。如此循環(huán)往復(fù)，加速的技術(shù)發(fā)明就得以持續(xù)下去。

在18世紀(jì)，科學(xué)對于技術(shù)進(jìn)步的作用曾引起過科技史上的爭論，例如瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，但瓦特并不是知識分子，而只是在實(shí)驗(yàn)室里幫教授做實(shí)驗(yàn)的工人。到了19世紀(jì)以后，科學(xué)對于技術(shù)進(jìn)步的作用才有了定論，幾乎所有的新技術(shù)發(fā)明都要依靠科學(xué)知識進(jìn)步?？茖W(xué)增進(jìn)了人們對自然界特性的了解，給新技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造了很大的空間。

中國在很短的時間內(nèi)落后于西方，最直接的原因是西方的工業(yè)革命，但更為重要的原因是西方在18世紀(jì)和19世紀(jì)以后，每當(dāng)遇到技術(shù)發(fā)明瓶頸的時候，都可以通過對基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)行投資的方式來克服這種瓶頸，使技術(shù)分布曲線不斷右移，擴(kuò)寬了發(fā)明可能性曲線下方的空間，提高了技術(shù)發(fā)明的可能性。

而這一切之所以成為可能，前提就是西方在15、16世紀(jì)的時候出現(xiàn)了科學(xué)革命。因此，要尋找中國沒有出現(xiàn)工業(yè)革命的原因，關(guān)鍵不在于了解中國為什么沒有出現(xiàn)工業(yè)革命這一問題本身，而是要回答中國為什么沒有出現(xiàn)科學(xué)革命。

為什么科學(xué)革命沒有發(fā)生在中國

要弄清楚中國為什么沒有出現(xiàn)科學(xué)革命，首先要從原始科學(xué)（也稱為傳統(tǒng)科學(xué)）和現(xiàn)代科學(xué)之間的區(qū)別出發(fā)來進(jìn)行研究。

科學(xué)的定義很簡單，它是對自然現(xiàn)象的一種系統(tǒng)性的知識，它的發(fā)現(xiàn)機(jī)制與技術(shù)的發(fā)明是一樣的?？茖W(xué)革命不是內(nèi)容的革命，因?yàn)樵诳茖W(xué)革命之前就存在原始科學(xué)，原始科學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)都是一套對自然界現(xiàn)象的系統(tǒng)解釋。例如，亞里士多德除了是哲學(xué)家，還是一個科學(xué)家，他對自然現(xiàn)象提出過系統(tǒng)性的解釋，例如“四元素”說就認(rèn)為任何物質(zhì)都是由四種元素組成的，中國也存在類似的“五行說”，認(rèn)為世間萬物都是由金、木、水、火、土五種物質(zhì)組成的。

在古代還有一個關(guān)于老鼠來源的解釋，認(rèn)為只要在箱子里裝上布，然后放在床鋪底下就會生出老鼠來。這是一個假說，雖然現(xiàn)在看來是荒謬的，但當(dāng)時人們不了解現(xiàn)象背后的原因，只憑借對自然界現(xiàn)象的好奇（老鼠從哪里來的），加上長時期的觀察（箱子放在床底下總會有老鼠出現(xiàn)），再通過自行的總結(jié)歸納，就得出一個看似正確的結(jié)論，提出一套假說。

當(dāng)然，現(xiàn)代科學(xué)與傳統(tǒng)科學(xué)是有很大差別的，盡管作為一套系統(tǒng)的知識來解釋自然界，它們并沒有本質(zhì)上的差異。兩者的不同之處在于：第一，現(xiàn)代科學(xué)使用數(shù)學(xué)模型來表述關(guān)于自然界現(xiàn)象的假說；第二，現(xiàn)代科學(xué)使用可控制實(shí)驗(yàn)或可復(fù)制實(shí)驗(yàn)的方式來檢驗(yàn)假說的真實(shí)性。

與傳統(tǒng)科學(xué)相比，現(xiàn)代科學(xué)最大的進(jìn)步在于方法論的進(jìn)步，這種進(jìn)步主要表現(xiàn)在：第一，使用數(shù)學(xué)模型來表達(dá)對自然界現(xiàn)象的理解，比其他方式更為準(zhǔn)確；第二，有利于知識在時間和空間過程中的傳播。

牛頓寫的《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》 資料圖

例如中國的“陰陽五行”理論，因?yàn)榻稹⒛?、水、火、土的具體所指不容易讓人理解，所以對于“陰陽五行”會有各種不同的解釋，這樣就不利于思想和概念的傳播。再如，孔子講“五十以學(xué)易，可以無大過矣”，但是對《易經(jīng)》內(nèi)容的解釋五花八門。又如《道德經(jīng)》里的“玄之又玄，眾妙之門”這句話，一種解釋是“又深邃又幽暗是了解各種道理的最根本的辦法”，這樣的解釋等于沒有解釋。如果使用數(shù)學(xué)的方式表述理論和概念，就會簡單明了、易于理解，因?yàn)閿?shù)學(xué)符號的含義一清二楚，不會發(fā)生變化。